DE10322746B4

DE10322746B4 - Funkenerosionsmaschine und Simulator für eine Funkenerosionsmaschine

Info

Publication number: DE10322746B4
Application number: DE10322746A
Authority: DE
Inventors: Tomoko Sendai; Kenji Iriguchi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-05-20
Filing date: 2003-05-20
Publication date: 2013-09-19
Anticipated expiration: 2023-05-21
Also published as: DE10322746A1; US6907311B2; JP2003340652A; US20030220710A1

Abstract

Funkenerosionsmaschine, die Folgendes umfasst: eine Bearbeitungswanne (5), in welcher ein Werkstück (10) angeordnet ist; eine Bearbeitungseinheit (2), die eine Elektrode aufweist, um eine Funkenerosion des Werkstücks (10) durchzuführen; eine Stromversorgungseinheit (3), die eine Spannung zwischen der Elektrode und dem Werkstück (10) anlegt; eine NC-Einheit (4), die die Bearbeitungseinheit und die Bearbeitungswanne entsprechend einem Bearbeitungsprogramm zum Durchführen der Funkenerosion des Werkstücks (10) steuert; eine Eingabeeinheit (61), um eine Form der Elektrode, eine Form des Werkstücks und eine Bearbeitungstiefe einzugeben, die eine Tiefe darstellt, bis zu der das Werkstück (10) bearbeitet werden soll; einen Simulator (62, 62a), der eine Bearbeitungsfläche (32) berechnet, die erhalten wird, indem eine Überlappung einer dreidimensionalen Elektrodenform und der dreidimensionalen Form des Werkstücks (10) in eine Ebene senkrecht zu einer abwärtsgerichteten Z-Achse projiziert wird, wobei die Bearbeitungsfläche (32) schrittweise in aufeinanderfolgenden Bearbeitungstiefen (s) erhalten wird, bis eine vorbestimmte Bearbeitungstiefe (a3) erreicht ist, und eine Ausgabeeinheit (63, 63a), die eine Liste von Datenreihen ausgibt, wovon jede die jeweilige simulierte Bearbeitungstiefe (s) und die zugehörige Bearbeitungsfläche (32) aufweist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1.) Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Funkenerosionsmaschine mit einer Funktion, vor dem Durchführen der Funkenerosion, den Bearbeitungszustand eines Werkstücks zu simulieren, das von einer Entladungselektrode bearbeitet wird, und auf einen Funkenerosionssimulator, der die Simulationsfunktion aufweist.
2.) Beschreibung des verwandten Stands der Technik
Eine Grobbearbeitungsbedingung der herkömmlichen Gesenkfunkenerosion wird im Wesentlichen auf der Grundlage einer zu bearbeitenden Fläche im Hinblick auf den Elektrodenverschleiß und die kritische Stromdichte bestimmt. Beispielsweise bedarf eine Bearbeitungsbedingung angesichts einer schmalen Bearbeitungsfläche niedriger Energie, und eine Bearbeitungsbedingung angesichts einer breiten Bearbeitungsfläche bedarf hoher Energie. Vorzugsweise wird die Bearbeitungsbedingung verändert, wenn sich die Bearbeitungsfläche durch die Bearbeitung verändert. Die Bearbeitungszeit wird im Grunde durch den folgenden Ausdruck berechnet: Bearbeitungszeit = Bearbeitungsvolumen/Bearbeitungsvolumen pro Zeiteinheit.
Von diesem Ausdruck ausgehend wird es möglich, die Bearbeitungszeit genau zu schätzen, wenn das genaue Bearbeitungsvolumen ermittelt werden kann. Allerdings hat das von der Gesenkfunkenerosion bearbeitete Werkstück in Wirklichkeit eine komplizierte Form. Deshalb hängen die meisten der Arbeitsvorgänge zum Bestimmen der Bearbeitungsbedingung und Abschätzen der Bearbeitungszeit zwangsläufig von der Intuition und Erfahrung einer Bedienperson ab, mit Ausnahme der Bearbeitung einfacher Formen wie einem Zylinder oder einem quadratischen Prisma, der/das durch die Bearbeitung eines Rohmaterials erhalten wird.
Andererseits ist ein Verfahren bekannt, bei dem solch eine Abhängigkeit von der Intuition und Erfahrung der Bedienperson gering ist und die Bearbeitungsbedingung für eine genauere Bearbeitung bestimmt wird. Das Verfahren umfasst, eine zu bearbeitende Teilfläche vorauszusagen und gleichzeitig den Entladungszustand während der Bearbeitung zu bestätigen und die Bearbeitungsbedingung basierend auf dem vorausgesagten Teilbereich einzustellen.
Darüber hinaus wird auch ein anderes Verfahren vorgeschlagen, bei dem die Bearbeitungsbedingung mit einer speziellen Teilfläche als der Bearbeitungsfläche bestimmt wird. Die spezielle Teilfläche ist eine Fläche, die in eine Elektroden- oder eine endgültige Metallformgestalt mit einer geeigneten Tiefe aufgeteilt wird. Eine herkömmliche Funkenerosionsmaschine, die die Bearbeitungsbedingung durch ein solches Verfahren bestimmt, wird weiter unten erläutert. 16 ist ein Blockschema, das ein Beispiel einer Grundkonfiguration der herkömmlichen Funkenerosionsmaschine darstellt. 17 ist ein Blockschema, das die Konfiguration der Bearbeitungsbedingungsbestimmungsvorrichtung darstellt, mit der die in 16 gezeigte Funkenerosionsmaschine ausgerüstet ist. In 16 umfasst die Funkenerosionsmaschine 100: eine Bearbeitungswanne 5, in dem ein Werkstück 10 in einem Bearbeitungsmedium 11 angeordnet ist; eine Bearbeitungseinheit 2 mit einer dem Werkstück 10 gegenüberliegend angeordneten Werkzeugelektrode; eine Stromversorgung 3, die eine Spannung zwischen der Werkzeugelektrode und dem Werkstück 10 anlegt; eine Bearbeitungsbedingungsbestimmungsvorrichtung 7, die die Bearbeitungsbedingung des Werkstücks 10 bestimmt; und eine NC-Einheit 4, die einen in der Bearbeitungseinheit 2 und der Bearbeitungswanne 5 eingebauten (nicht gezeigten) Motor basierend auf der bestimmten Bearbeitungsbedingung steuert.
In 17 umfasst die Bearbeitungsbedingungsbestimmungsvorrichtung 7: eine Eingabeeinheit 71, der von einem Benutzer einen Anforderungskatalog erhält; einen Elektrodenteilflächenkalkulator 72, der die Teilfläche der Werkzeugelektrode mit einem optionalen räumlichen Abstand berechnet; einen Elektrodenteilflächenspeicher 73, der die vom Elektrodenteilflächenkalkulator 72 berechneten Teilflächendaten speichert; einen Speicher 75 für die Basisbearbeitungsbedingungen, der die Basisbearbeitungsbedingungen speichert; einen Bearbeitungsbedingungssuchabschnitt 74, der eine für den Teilbereich der Elektrode geeignete Bearbeitungsbedingung aus den im Speicher 75 für die Basisbearbeitungsbedingungen gespeicherten Bearbeitungsbedingungen heraussucht; und ein Ausgabeabschnitt 76, der die herausgesuchte Bearbeitungsbedingung ausgibt.
18 stellt eine Datenstruktur dar, die im Elektrodenteilflächenspeicher 73 gespeichert ist. Wie in dieser Figur gezeigt ist, speichert der Elektrodenteilflächenspeicher 73 Datenreihen, in denen die Bearbeitungstiefe und die Teilfläche der Elektrode paarweise aufgeführt sind. In 18 stellt „Bearbeitungstiefe” einen Abstand von der Unterseite der Elektrode in der Höhenrichtung dar, und „zu bearbeitende Teilfläche” stellt eine von der Elektrode in der Bearbeitungstiefe zu bearbeitende Teilfläche dar.
Der Betrieb der herkömmlichen Funkenerosionsmaschine 100 mit einem solchen Aufbau wird nachstehend mit Bezug auf das in 19 gezeigte Ablaufdiagramm ausführlich beschrieben. Als Erstes gibt ein Benutzer der Funkenerosionsmaschine 100 einen Anforderungskatalog für eine Elektrodenform a1 und eine Bearbeitungstiefe a3 über die Eingabeeinheit 71 entsprechend den für das Werkstück 10 erforderlichen Spezifikationen ein (Schritt S101).
Beim Erhalt des Anforderungskatalogs aus der Eingabeeinheit 71, stellt der Elektrodenteilflächenkalkulator 72 eine Abtragtiefe s auf –0,25 mm ein, wobei die Abtragtiefe die Abtragtiefe von der Unterseite der Elektrodenform a1 ist (Schritt S102). Der Elektrodenteilflächenkalkulator 72 berechnet die Teilfläche der Elektrode an der Position dieser Abtragtiefe s und speichert die Teilfläche der Elektrode im Elektrodenteilflächenspeicher 73 (Schritt S103). Danach stellt der Elektrodenteilflächenkalkulator 72 die Abtragtiefe s auf –0,25 mm (d. h. –0,50 mm) ein (Schritt S104) und entscheidet, ob diese Abtragtiefe nicht größer ist als die bei Schritt S101 eingestellte Bearbeitungstiefe a3 (Schritt S105).
Der Elektrodenteilflächenkalkulator 72 führt diesen Vorgang ab Schritt S103 bis Schritt S104 wiederholt aus, bis die Abtragtiefe s nicht größer wird als die Bearbeitungstiefe a3. Mit anderen Worten speichert der Elektrodenteilflächenkalkulator 72 die Teilflächendaten der Elektrode alle 0,25 mm von der Unterseite der Elektrodenform a1 im Elektrodenteilflächenspeicher 73, bis die Abtragtiefe s zur Bearbeitungstiefe a3 wird.
Wenn danach die Abtragtiefe s nicht mehr als die Bearbeitungstiefe a3 beträgt (Schritt S105, Ja), sucht der Bearbeitungsbedingungssuchabschnitt 74 eine Anfangsbearbeitungsbedingung und eine Endbearbeitungsbedingung bei jeder Tiefe aus den Teilflächendaten der Elektrode im Elektrodenteilflächenspeicher 73 heraus (Schritte S106 und S107) und gibt die herausgesuchten Bearbeitungsbedingungen an den Ausgabeabschnitt 76 aus (Schritt S108).
Die NC-Einheit 4 führt die Bearbeitung des Werkstücks 10 durch, indem sie die Stromversorgung 3 und den (nicht gezeigten) Motor steuert, der in die Bearbeitungseinheit 2 und die Bearbeitungswanne 5 eingebaut ist.
Bei der gegenwärtigen Funkenerosion muss jedoch manchmal, wie in 20A gezeigt ist, ein Werkstück 10a mit einem vorbereiteten Loch bearbeitet werden, das in einem vorhergehenden Schritt wie einem Schneidschritt ausgebildet wurde. Wie in 20B gezeigt ist, wird in manchen Fällen das Werkstück 10 nur von einem Teil der Elektrode bearbeitet. In diesen Fällen wird keine angemessene Bearbeitungsbedingung ausgewählt, da die Teilfläche der Elektrodenform bzw. der endgültigen Metallformgestalt nicht mit der Bearbeitungsfläche übereinstimmt. Da darüber hinaus die herkömmliche Funkenerosionsmaschine 100 über keine Einheit verfügt, die das Werkstück vor der Bearbeitung bestätigt, besteht das Problem, dass beispielsweise, wenn die Größe der Elektrode nicht passt bzw. die Bearbeitungstiefe falsch eingestellt ist, ein Vorkommen des Fehlers erst bei Beendigung der Bearbeitung entdeckt wird.
Die DE 695 08 297 T2 beschreibt eine Methode und Vorrichtung zur Feinbearbeitung von Werkstücken mit Hilfe einer numerischen Steuerung und einer computerunterstützter Simulationsfunktion. Dabei werden die Ergebnisse der Simulationsfunktion von einer Anzeige- und Instruktionseinrichtung bestätigt, falls ermittelt worden ist, dass man eine gewünschte Form erhalten kann. Eine genauere Ausführung der Simulation wird in der DE 695 08 297 T2 wird nicht offenbart.
Die DE 196 11 056 A1 beschreibt eine CAD/CAM-Vorrichtung und -Verfahren zur Anzeige eines bearbeiteten Werkstücks unter Verwendung einer Z-Höhen-Erzeugungsvorrichtung zur Umwandlung festgelegter und digital erfasster Formen eines Werkstückes und einer Elektrode auf der Grundlage der Z-Höhe, und zum Aktualisieren von Z-Höhendaten in Reaktion auf einen virtuellen Betrieb der Elektrode.
Die JP 08294820 A beschreibt eine Funkenerosionsmaschine, zur Arbeitssimulationen in Bezug auf Formen von möglichen Elektroden, indem entsprechend Formen der Elektrode und des Werkstückes als ein Aggregat von virtuelle Teilchen beschreiben werden, wobei die Teilchen entsprechend einer Verbrauchsmenge und einer Abtragungsmenge des Werkstückes eliminiert werden.
Die JP 09216127 A beschreibt ein Gerät zur Berechnung von Bearbeitungswegen für Werkzeuge, welches den Bearbeitungsweg eines Bearbeitungswerkzeuges in Bezug auf eine Fläche berechnet, wobei eine Fläche für die Bearbeitung in einem nächsten Schritt von einem Werkstück virtuell entfernt wird, die in einem Feinbearbeitungsschritt von einem grob bearbeiteten Werkstück entfernt werden soll.
Die JP 62193728 A beschreibt eine elektrische Funkenerosionsmaschine, mit deren Hilfe eine einheitliche und hoch genaue Feinbearbeitung eines Werkstückes ausgeführt werden kann, indem die Zeit gemessen wird, welche zum Bearbeiten in den vorhergehenden Schritten benötigt wird, und auf dieser Grundlage die notwendige Zeit für die Bearbeitung des Werkstücks in dem letzten Bearbeitungsschritt bestimmt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zumindest die Probleme der herkömmlichen Technik zu lösen und eine verbesserte Funkenerosionsmaschine zu schaffen, die eine präzisere Berechnung der Bearbeitungsflächen ermöglicht.
Zur Lösung der oben genannten Aufgabe wird eine Funkenerosionsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Die Funkenerosionsmaschine gemäß der Erfindung umfasst Folgendes: eine Bearbeitungswanne in welcher ein Werkstück angeordnet ist; eine Bearbeitungseinheit, die eine Elektrode aufweist, um eine Funkenerosion des Werkstücks durchzuführen; eine Stromversorgungseinheit, die eine Spannung zwischen der Elektrode und dem Werkstück anlegt; eine NC-Einheit, die die Bearbeitungseinheit und die Bearbeitungswanne entsprechend einem Bearbeitungsprogramm zum Durchführen der Funkenerosion des Werkstücks steuert; eine Eingabeeinheit, um eine Form der Elektrode, eine Form des Werkstücks und eine Bearbeitungstiefe einzugeben, die eine Tiefe darstellt, bis zu der das Werkstück bearbeitet werden soll; einen Simulator, der eine Bearbeitungsfläche berechnet, die erhalten wird, indem eine Überlappung einer dreidimensionalen Elektrodenform und der dreidimensionalen Form des Werkstücks in eine Ebene senkrecht zu einer abwärtsgerichteten Z-Achse projiziert wird, wobei die Bearbeitungsfläche schrittweise in aufeinanderfolgenden Bearbeitungstiefen erhalten wird, bis eine vorbestimmte Bearbeitungstiefe erreicht ist, und eine Ausgabeeinheit, die eine Liste von Datenreihen ausgibt, wovon jede die jeweilige simulierte Bearbeitungstiefe und die zugehörige Bearbeitungsfläche aufweist.
Die Funkenerosionsmaschine nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Bearbeitungswanne, in welcher ein Werkstück angeordnet ist; eine Bearbeitungseinheit, die eine Elektrode aufweist, um eine Funkenerosion am Werkstück durchzuführen; eine Stromversorgungseinheit, die eine Spannung zwischen der Elektrode und dem Werkstück anlegt; eine NC-Einheit, die die Bearbeitungseinheit und die Bearbeitungswanne entsprechend einem Bearbeitungsprogramm zum Durchführen der Funkenerosion des Werkstücks steuert; eine Eingabeeinheit, um eine Form der Elektrode, eine Form des Werkstücks, und Daten bezüglich des Bearbeitungsprogramms einzugeben; einen Simulator, der Bearbeitungsinformation basierend auf der Form der Elektrode, der Form des Werkstücks und de Bearbeitungsprogramm berechnet, die sich auf jede simulierte Bearbeitungsform des Werkstücks bezieht, wenn das Werkstück mit der Elektrode entsprechend dem Bearbeitungsprogramm bearbeitet wird, und eine Form einstellt, die als eine neue Form des Werkstücks bei jeder Elektrodenposition erhalten wird, indem die simulierte Bearbeitungsform von der Form des Werkstücks abgezogen wird; und eine Ausgabeeinheit, die eine Liste von Datenreihen ausgibt, wovon jede die Elektrodenposition und die dementsprechende Bearbeitungsinformation aufweist.
Die Funkenerosionssimulator nach noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Eingabeeinheit, um eine Form einer Bearbeitungselektrode, eine Form eines zu bearbeitenden Werkstücks und eine Bearbeitungstiefe einzugeben, bis zu der das Werkstück von der Bearbeitungselektrode bearbeitet werden soll; einen Simulator, der Bearbeitungsinformation basierend auf der Form der Elektrode, der Form des Werkstücks und des Bearbeitungsprogramms berechnet, die sich auf die Bearbeitungsform in jeder simulierten Bearbeitungstiefe bezieht, wenn das Werkstück mit der Elektrode für eine vorbestimmte Tiefe bearbeitet wird, bis die eingegebene Bearbeitungstiefe erreicht ist, und eine Form einstellt, die als eine neue Form des Werkstücks bei jeder simulierten Bearbeitungstiefe erhalten wird, indem die simulierte Bearbeitungsform von der Form des Werkstücks abgezogen wird; und eine Ausgabeeinheit, die eine Liste von Datenreihen ausgibt, wovon jede die simulierte Bearbeitungstiefe und die dementsprechende Bearbeitungsinformation aufweist.
Die weiteren Aufgaben Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in den folgenden ausführlichen Beschreibungen der Erfindung in Zusammenschau mit den beigefügten Zeichnungen näher dargelegt bzw. gehen daraus hervor.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockschema, das den Aufbau einer Funkenerosionsmaschine nach der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist ein Blockschema, das eine erste Ausführungsform des Aufbaus einer Bearbeitungssimulationsvorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 ist ein Ablaufdiagramm des Betriebs der Bearbeitungssimulationsvorrichtung nach der ersten Ausführungsform;
die 4A bis 4E stellen eine Veränderung einer Werkstückform und einer Bearbeitungsfläche bei fortschreitender Bearbeitung dar;
die 5A and 5B stellen ein Beispiel eines Zustands dar, bei dem eine Werkstückform und eine Bearbeitungsfläche auf einem Display simuliert angezeigt werden;
6 stellt ein Beispiel einer aus Datenreihen bestehenden Liste dar, wovon jede eine Bearbeitungstiefe und eine Bearbeitungsfläche aufweist;
7 ist ein Blockschema, das eine zweite Ausführungsform des Aufbaus der Bearbeitungssimulationsvorrichtung der vorliegenden Erfindung darstellt;
8 ist ein Ablaufdiagramm des Betriebs der Bearbeitungssimulationsvorrichtung nach der zweiten Ausführungsform;
9 stellt ein Beispiel einer aus Datenreihen bestehenden Liste dar, wovon jede eine Bearbeitungstiefe und ein Bearbeitungsvolumen aufweist;
10 ist ein Blockschema, das eine dritte Ausführungsform des Aufbaus der Bearbeitungssimulationsvorrichtung der vorliegenden Erfindung darstellt;
11 ist ein Ablaufdiagramm des Betriebs der Bearbeitungssimulationsvorrichtung nach der dritten Ausführungsform;
12 stellt schematisch eine virtuelle Elektrodenform dar, bei der zur Elektrodenform ein Entladungsspalt addiert wurde;
13 ist ein Blockschema, das eine vierte Ausführungsform des Aufbaus der Bearbeitungssimulationsvorrichtung der vorliegenden Erfindung darstellt;
14 ist ein Ablaufdiagramm des Betriebs der Bearbeitungssimulationsvorrichtung nach der vierten Ausführungsform;
15 stellt ein Beispiel einer aus Datenreihen bestehenden Liste dar, wovon jede eine Bearbeitungsposition und ein Bearbeitungsvolumen aufweist;
16 ist ein Blockschema, das ein Beispiel eines Grundaufbaus der herkömmlichen Funkenerosionsmaschine darstellt;
17 ist ein Blockschema, das den Aufbau der Bearbeitungsbedingungsbestimmungsvorrichtung darstellt, mit der die in 16 gezeigte herkömmliche Funkenerosionsmaschine ausgestattet ist;
18 stellt eine Datenstruktur dar, die im Elektrodenteilflächenspeicher der herkömmlichen Funkenerosionsmaschine gespeichert ist;
19 ist ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb der herkömmlichen Bearbeitungsbedingungsbestimmungsvorrichtung darstellt; und
die 20A und 20B stellen schematisch Aufbau- und Positionsbeispiele eines Werkstücks und einer Elektrode dar.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Nachstehend werden beispielhafte Ausführungsformen der Funkenerosionsmaschine nach der vorliegenden Erfindung ausführlich mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Blockschema, das den Aufbau der Funkenerosionsmaschine nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Genauso wie die in 16 gezeigte herkömmliche Funkenerosionsmaschine, umfasst die Funkenerosionsmaschine 1 die Bearbeitungswanne 5, die Bearbeitungseinheit 2, die Stromversorgung 3, und die NC-Einheit 4.
Die Funkenerosionsmaschine 1 unterscheidet sich von der in 16 gezeigten herkömmlichen dadurch, dass eine Bearbeitungssimulationsvorrichtung 6 anstelle der Bearbeitungsbedingungsbestimmungsvorrichtung 7 vorgesehen ist und die NC-Einheit 4 den Motor basierend auf dem Simulationsergebnis der Bearbeitungssimulationsvorrichtung 6 steuert.
2 ist ein Blockschema, das den Aufbau der Bearbeitungssimulationsvorrichtung 6 zeigt. Die Bearbeitungssimulationsvorrichtung 6 umfasst: eine Eingabeeinheit 61, der einen Anforderungskatalog wie eine elektrische Form, eine Arbeitsform, Bearbeitungstiefe u. dgl. von einem Benutzer erhält; einen Simulator 62, der eine Bearbeitungssimulation durchführt, um die Bearbeitungsfläche zu berechnen; ein Display 64, das den Bearbeitungssimulationsvorgang und eine Liste von Datenreihen anzeigt, wovon jede eine Bearbeitungstiefe und -fläche aufweist, die vom Simulator 62 berechnet wurden; und einen Ausgabeabschnitt 63, der die Liste ausgibt. Die Bearbeitungssimulationsvorrichtung 6 ist beispielsweise ein PC mit Bildverarbeitungsfunktion.
Der Betrieb der Funkenerosionsmaschine 1 mit dem vorstehend genannten Aufbau wird nachstehend im Einzelnen mit Bezug auf das in 3 gezeigte Ablaufdiagramm erklärt. Es sei angenommen, dass die Höhenrichtung der Bearbeitungseinheit 2 die Richtung der Z-Achse ist, und eine Ebene senkrecht zu dieser Z-Achse ist eine XY-Achse. Darüber hinaus wird eine Form des Werkstücks 10 als „Werkstückform” bezeichnet.
Als Erstes gibt ein Benutzer den Anforderungskatalog einer Elektrodenform a1, einer Werkstückform a2 und einer Bearbeitungstiefe a3 von der Eingabeeinheit 61 aus ein (Schritt S1). Die Elektrodenform a1 und Werkstückform a2 wird beispielsweise aus Daten verschiedener Elektroden- und Werkstückformen ausgesucht, die in einer (nicht gezeigten) Datenbank gespeichert sind. Die Bearbeitungstiefe a3 wird beispielsweise über eine Tastatur als Zahlenwert eingegeben. Kommt eine Elektrodenform a1 und eine Werkstückform a2 in der Datenbank nicht vor, müssen diese Formen in der Datenbank neu hinterlegt werden. In der folgenden Erklärung wird davon ausgegangen, dass die Bearbeitungstiefe a3 einen negativen Wert darstellt.
Beim Erhalt des Anforderungskatalogs aus der Eingabeeinheit 61 stellt der Simulator 62 die Bearbeitungstiefe s auf beispielsweise 0,25 mm ein (Schritt S2). Die Bearbeitungstiefe s wird ausgedrückt, bei der die Abwärtsrichtung entlang der Z-Achse vom obersten Teil der Werkstückform a2 eine negative Achse ist. Anders ausgedrückt entspricht der oberste Teil der Werkstückform a2 dem Höchstwert in der Z-Achse.
Der Simulator 62 simuliert einen Bearbeitungsstatus so, als ob die Elektrode mit der Elektrodenform a1 zum Werkstück mit der Werkstückform a2 bis zur Bearbeitungstiefe s = –0,25 mm bewegt würde (Schritt S3). Dabei bestimmt der Simulator 62 eine Überlappung der Elektrodenform a1 mit der Werkstückform a2 und erhält einen Wert einer Fläche eines teils der Überlappung, der parallel zur XY-Ebene ist, als Bearbeitungsfläche in der Bearbeitungstiefe s = –0,25 mm (Schritt S4). Dann stellt der Simulator 62 die Werkstückform a2 neu ein, die dadurch erhalten wird, dass die Überlappung von der Werkstückform a2 abgezogen wird (Schritt S5). Die Werkstückform und die Bearbeitungsfläche in dieser Bearbeitungstiefe s werden temporär gespeichert, und es werden der Bearbeitungsstatus der neuen Werkstückform a2 in der Bearbeitungstiefe s = –0,25 mm und die Bearbeitungsfläche simuliert und auf dem Display 64 angezeigt (Schritt S6). Dieses Display 64 kann nicht nur die Simulation der Bearbeitungsbedingung der Werkstückform a2 und die Bearbeitungsfläche anzeigen, sondern auch einen Wert der Bearbeitungsfläche in der Bearbeitungstiefe s.
Danach stellt der Simulator 62 einen Wert als neue Bearbeitungstiefe s ein, der erhalten wird, indem –0,25 mm zum erhaltenen Wert hinzuaddiert wird. Mit anderen Worten wird s –0,25 mm (d. h. –0,50 mm) als neue Bearbeitungstiefe s eingestellt (Schritt S7). Dann entscheidet der Simulator 62, ob die aktualisierte Bearbeitungstiefe nicht größer ist als die Bearbeitungstiefe a3, die vom Benutzer bei Schritt S1 eingegeben wurde (Schritt S8). Falls die neue Bearbeitungstiefe s größer ist als die Bearbeitungstiefe a3 (Schritt S8, Nein), wird der bei Schritt S3 beginnende Vorgang wiederholt ausgeführt, bis die Bearbeitungstiefe s die Bearbeitungstiefe a3 ist.
Die 4A bis 4E sind vordere Schnittansichten, die das Verhältnis zwischen der Elektrode und dem Werkstück bei fortschreitender Bearbeitung darstellen, um eine Veränderung der Werkstückform a2 und der Bearbeitungsfläche bei fortschreitender Bearbeitung zu erklären. Die 4A bis 4E stellen den Zustand dar, bei dem das Werkstück 10 mit einem darin ausgebildeten kreisrunden Loch mit einer sich verjüngenden Elektrode bearbeitet wird. 4A stellt die Elektrode und das Werkstück 10 vor der Simulation dar, und das Werkstück 10 befindet sich in einem Ausgangsstadium und besitzt eine Werkstückform a2₀. Wie bei Schritt S3 erläutert, stellt 4B den nächsten Zustand dar, bei dem die Elektrode zur Position der Bearbeitungstiefe s = –0,25 mm bewegt wird. Die schraffierte Fläche in 4B stellt die Überlappung der Elektrode mit dem Werkstück 10 dar. Wie in 4C gezeigt, wird ein Gegenstand, der durch Abziehen dieser Überlappung von der Werkstückform a2₀ erhalten wird, als neue Werkstückform a2₁ bezeichnet. In 4B entspricht die Bearbeitungsfläche dem Teilbereich, der am Boden des Werkstücks 10 durch eine dick gezeichnete Linie angegeben ist, und der Simulator 62 berechnet die Fläche dieses Teilbereichs.
4D stellt einen Zustand dar, bei dem die Elektrode entlang der Z-Achse um weitere 0,25 mm zum Werkstück 10 mit der neuen Werkstückform a2₁ hin nach unten bewegt wird. In 4D stellt die schraffierte Fläche die Überlappung der Elektrode mit dem Werkstück 10 dar. Der Teilbereich, der durch eine dick gezeichnete Linie am Boden des Werkstücks 10 in 4D angegeben ist, gibt die Bearbeitungsfläche an, und der Simulator 62 berechnet die Fläche dieses Teilbereichs. 4E stellt eine neue Werkstückform a2₂ dar, die erhalten wurde, indem diese Überlappung von der Werkstückform a2₁ abgezogen wurde.
In der ersten Ausführungsform wird jedes Mal, wenn die Bearbeitungsfläche bei jeder Bearbeitungstiefe s berechnet wird, die Simulationssituation am Display 64 wie beispielsweise einem Kathodenstrahlröhren-(CRT-)oder Flüssigkristalldisplay (LCD) angezeigt. Die 5A und 5B stellen ein Beispiel der Simulationsanzeige einer dreidimensionalen Bearbeitungsform dar. Von 5A bis 5B verformt sich die Werkstückform 31 mit fortschreitendem Bearbeitungszustand, und die zum Boden des Werkstücks 10 projizierte Bearbeitungsfläche 32 wird graduell größer.
Wenn die Bearbeitungstiefe s die Bearbeitungstiefe a3 erreicht (Schritt S8, Ja), die bei Schritt S1 in der Simulation durch den Simulator 62 eingestellt wurde, wird, wie in 6 gezeigt, eine Liste an das Display 64 (Schritt S9) ausgegeben. Genau gesagt besteht die Liste aus Datenreihen, wovon jede die Bearbeitungstiefe und die Bearbeitungsfläche aufweisen, die im Vorgang von Schritt S5 temporär gespeichert wurden. Der Benutzer entscheidet dann basierend auf der angezeigten Liste, ob der Anforderungskatalog angemessen ist.
Ist die Liste (d. h. der Anforderungskatalog) angemessen, wird dann die Liste vom Ausgangsabschnitt 63 an die NC-Einheit 4 ausgegeben. Die NC-Einheit 4 steuert die Bearbeitungseinheit 2, die Bearbeitungswanne 5 und die Stromversorgung 3 auf der Grundlage dieser Liste. Im Ergebnis wird das Werkstück 10 durch maschinelle Bearbeitung in eine gewünschte Form gebracht.
Obwohl in 1 nicht gezeigt, kann die Funkenerosionsmaschine 1 darüber hinaus auch eine Bearbeitungszeitschätzeinrichtung umfassen. Die Bearbeitungszeitschätzeinrichtung berechnet die Bearbeitungszeit unter Verwendung der Datenreihen der Liste, die von der Bearbeitungssimulationsvorrichtung 6 ausgegeben wurde, und eines Bearbeitungsvolumens pro Einheitszeit, das in der Bearbeitungszeitschätzeinrichtung selbst hinterlegt ist. Beispielsweise kann die Bearbeitungszeit folgendermaßen ermittelt werden: Ermitteln eines Bearbeitungsvolumens durch Multiplikation der Bearbeitungsfläche der Datenreihen mit einer angemessenen Höhe; dann Division dieses Bearbeitungsvolumens durch ein Bearbeitungsvolumen pro Einheitszeit. Diese berechnete Bearbeitungszeit kann auf dem Display 64 angezeigt werden. Das Bearbeitungsvolumen pro Einheitszeit unterscheidet sich je nach der Elektrode, dem Werkstück 10 und dem angelegten Strom und wird vorab experimentell ermittelt.
Da nach der ersten Ausführungsform die Simulationsfunktion zum Berechnen der Bearbeitungsfläche mit fortschreitender Bearbeitung vorgesehen ist, kann eine genaue Bearbeitungsfläche berechnet werden, ganz gleich, wie die Form der Elektrode und des Werkstücks auch sein mag. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, die fortschreitende Bearbeitung des Werkstücks vor der tatsächlichen Bearbeitung zu bestätigen. Und zwar kann, selbst, wenn die Größe der Elektrode nicht passt oder die Bearbeitungstiefe falsch eingestellt ist, vor Durchführung der Bearbeitung eine angemessene Bearbeitungsbedingung ausgewählt werden. In der vorstehenden Erläuterung wurde ein Beispiel, bei dem die Bearbeitungstiefe –0,25 mm beträgt, als repräsentatives Beispiel für einen Zahlenwert erläutert, die Erfindung ist aber nicht auf diesen Zahlenwert beschränkt, und es erübrigt sich, zu erwähnen, dass auch andere Zahlenwerte verwendet werden können.
7 ist ein Blockschema, das eine zweite Ausführungsform des Aufbaus der Bearbeitungssimulationsvorrichtung 81 darstellt, die die Funkenerosionsmaschine 1 nach der vorliegenden Erfindung bildet. Dieselben Bestandteile wie diejenigen in der ersten Ausführungsform sind mit denselben Bezugszeichen versehen, und deren Erläuterung unterbleibt. Der Simulator 62a besitzt eine Funktion, eine Bearbeitungssimulation durchzuführen und das Bearbeitungsvolumen zu berechnen. Der Ausgabeabschnitt 63a besitzt eine Funktion, eine Liste von Datenreihen auszugeben, wovon jede die Bearbeitungstiefe und das Bearbeitungsvolumen aufweist, die vom Simulator 62a berechnet werden.
Die Funktionsweise der Funkenerosionsmaschine 1, die die Bearbeitungssimulationsvorrichtung 81 mit einem solchen Aufbau aufweist, wird im Einzelnen mit Bezug auf das in 8 gezeigte Ablaufdiagramm erklärt.
Als Erstes gibt ein Benutzer den Anforderungskatalog einer Elektrodenform a1, einer Werkstückform a2 und einer Bearbeitungstiefe a3 von der Eingabeeinheit 61 aus ein (Schritt S21). Beim Erhalt des Anforderungskatalogs aus der Eingabeeinheit 61 stellt der Simulator 62a die Bearbeitungstiefe s auf beispielsweise –0,25 mm ein (Schritt S22). Die Bearbeitungstiefe s wird ausgedrückt, bei der die Abwärtsrichtung entlang der Z-Achse vom obersten Teil der Werkstückform a2 eine negative Achse ist.
Der Simulator 62a simuliert einen Bearbeitungsstatus so, als ob die Elektrode mit der Elektrodenform a1 zum Werkstück mit der Werkstückform a2 bis zur Bearbeitungstiefe s = –0,25 mm bewegt würde (Schritt S23). Dabei bestimmt der Simulator 62a eine Überlappung der Elektrodenform a1 mit der Werkstückform a2 und erhält den Wert des Umfangs der Überlappung als Bearbeitungsvolumen in einer Bearbeitungstiefe s = –0,25 mm (Schritt S24). Dann stellt der Simulator 62a die Werkstückform a2 neu ein, die dadurch erhalten wird, dass die Überlappung von der Werkstückform a2 abgezogen wird (Schritt S25). Die Werkstückform a2 und die Bearbeitungsfläche in dieser Bearbeitungstiefe s werden temporär gespeichert. Auf dieselbe Weise wie in der ersten Ausführungsform kann die neue Werkstückform a2 und der Wert des Bearbeitungsvolumens in der Bearbeitungstiefe s auf dem Display 64 angezeigt werden.
Danach stellt der Simulator 62a einen Wert als neue Bearbeitungstiefe s ein, der erhalten wird, indem –0,25 mm zur Bearbeitungstiefe hinzuaddiert wird. Mit anderen Worten wird s –0,25 mm (d. h. –0,50 mm) als neue Bearbeitungstiefe s eingestellt (Schritt S26). Dann entscheidet der Simulator 62a, ob die aktualisierte Bearbeitungstiefe s nicht größer ist als die Bearbeitungstiefe a3, die vom Benutzer bei Schritt S21 eingegeben wurde (Schritt S27). Falls die neue Bearbeitungstiefe s größer ist als die Bearbeitungstiefe a3 (Schritt S27, Nein), wird der bei Schritt S23 beginnende Vorgang wiederholt ausgeführt, bis die Bearbeitungstiefe s die Bearbeitungstiefe a3 ist, die bei Schritt S21 eingegeben wurde.
Wenn die Bearbeitungstiefe s die Bearbeitungstiefe a3 erreicht (Schritt S27, Ja), die bei Schritt S21 in der Simulation durch den Simulator 62a eingestellt wurde, wird, wie in 9 gezeigt, eine Liste an das Display 64 (Schritt S28) ausgegeben. Genau gesagt besteht die Liste aus Datenreihen, wovon jede die Bearbeitungstiefe und das Bearbeitungsvolumen aufweisen, die im Vorgang von Schritt S25 temporär gespeichert wurden. Der Benutzer entscheidet dann basierend auf der angezeigten Liste, ob der Anforderungskatalog angemessen ist.
Ist die Liste (d. h. der Anforderungskatalog) angemessen, wird die Liste danach vom Ausgabeabschnitt 63 an die NC-Steuerung 4 ausgegeben. Die NC-Steuerung 4 steuert die Bearbeitungseinheit 2, die Bearbeitungswanne 5 und die Stromversorgung 3 basierend auf der Liste. Im Ergebnis wird das Werkstück 10 durch maschinelle Bearbeitung in eine gewünschte Form gebracht.
Wie in der ersten Ausführungsform erläutert, wird, wenn die Funkenerosionsmaschine 1 darüber hinaus die Bearbeitungszeitschätzvorrichtung umfasst, die Bearbeitungszeit unter Verwendung der Datenreihen der Liste, die von der Bearbeitungssimulationsvorrichtung 81 ausgegeben wurde, und eines zuvor bestimmten Bearbeitungsvolumens pro Einheitszeit berechnet. Konkret ausgedrückt berechnet die Bearbeitungszeitschätzeinrichtung die Bearbeitungszeit an jeder Bearbeitungstiefe, indem sie jedes Bearbeitungsvolumen der Liste durch eine Bearbeitungsgröße pro Einheitszeit bezüglich der in der in der Bearbeitungszeitschätzvorrichtung gespeicherten Elektrodenform a1 dividiert. Diese berechnete Bearbeitungszeit kann auf dem Display 64 angezeigt werden.
Da die Simulationsfunktion zur Berechnung des Bearbeitungsvolumens mit fortschreitender Bearbeitung vorgesehen ist, kann nach der zweiten Ausführungsform das genaue Bearbeitungsvolumen berechnet werden, ganz gleich wie die Form der Elektrode und des Werkstücks auch sein mag. In der vorstehenden Erläuterung wurde ein Beispiel, bei dem die Bearbeitungstiefe – 0,25 mm beträgt, als repräsentatives Beispiel für einen Zahlenwert erläutert, die Erfindung ist aber nicht auf diesen Zahlenwert beschränkt, und es erübrigt sich, zu erwähnen, dass auch andere Zahlenwerte verwendet werden können.
10 ist ein Blockschema, das eine dritte Ausführungsform des Aufbaus der Bearbeitungssimulationsvorrichtung 82 darstellt, die die Funkenerosionsmaschine 1 nach der vorliegenden Erfindung bildet. Zusätzlich zum in 2 gezeigten Aufbau, umfasst die Bearbeitungssimulationsvorrichtung 82 noch einen Erzeugungsabschnitt 65 für eine virtuelle Elektrode. Der Erzeugungsabschnitt 65 für eine virtuelle Elektrode erzeugt eine virtuelle Elektrodenform, bei der zur Elektrodenform, die durch die Eingabeeinheit 61 eingegeben wird, ein Entladungsspalt addiert ist. Dieselben Bestandteile wie diejenigen in der ersten Ausführungsform sind mit denselben Bezugszeichen versehen und deren Beschreibung unterbleibt.
Der Betrieb der Funkenerosionsmaschine 1, die die Bearbeitungssimulationsvorrichtung 82 mit solch einem Aufbau aufweist, wird im Einzelnen mit Bezug auf das in 11 gezeigte Ablaufdiagramm beschrieben.
Als Erstes gibt ein Benutzer den Anforderungskatalog für eine Elektrodenform a1, eine Werkstückform a2, eine Bearbeitungstiefe a3 und einen Entladungsspalt a4 von der Eingabeeinheit 61 aus ein (Schritt S41). Beim Erhalt des Anforderungskatalogs aus der Eingabeeinheit 61 erzeugt der Erzeugungsabschnitt 65 für eine virtuelle Elektrode eine virtuelle Elektrodenform c1, bei der die Elektrodenform a1 um den Entladungsspalt a4 vergrößert ist (Schritt S42), und schickt sie zum Simulator 62. 12 ist eine Vorderansicht, die schematisch das Verhältnis zwischen der virtuellen Elektrodenform c1 und der Elektrodenform a1 zeigt. In 12 zeigt eine durchgezogene Linie die tatsächliche Elektrodenform a1, eine unterbrochene Linie zeigt die Form c1 der virtuellen Elektrode, und ein Teilbereich eines Unterschieds zwischen der unterbrochenen und der durchgezogenen Linie zeigt den Entladungsspalt a4. Wie in 12 gezeigt ist, wird die tatsächliche Bearbeitungsposition, da die Funkenerosionsbearbeitung eine berührungslose Bearbeitung ist, zu einer von der Elektrodenfläche um den Entladungsspalt a4 beabstandeten Position.
Beim Erhalt der Werkstückform a2 und der Bearbeitungstiefe a3, die von der Eingabeeinheit 61 aus eingegeben werden, und der virtuellen Elektrodenform c1 aus dem Erzeugungsabschnitt 65 für eine virtuelle Elektrode, stellt der Simulator 62 die Bearbeitungstiefe s auf beispielsweise –0,25 mm ein (Schritt S43). Die Bearbeitungstiefe wird ausgedrückt, bei der die Abwärtsrichtung entlang der Z-Achse vom obersten Teil der Werkstückform a2 eine negative Achse ist.
Der Simulator 62 simuliert einen Bearbeitungszustand so, als ob die Elektrode mit der virtuellen Elektrodenform c1 zur Werkstückform a2 bis zur Bearbeitungstiefe s = –0,25 mm bewegt würde (Schritt S44). Dabei bestimmt der Simulator 62 eine Überlappung der virtuellen Elektrodenform c1 mit der Werkstückform a2 und erhält einen Wert einer Fläche eines Teils der Überlappung, die parallel zur XY-Ebene ist, als Bearbeitungsfläche in der Bearbeitungstiefe s = –0,25 mm (Schritt S45). Dann stellt der Simulator 62 die Werkstückform a2 neu ein, die dadurch erhalten wird, dass die Überlappung von der Werkstückform a2 abgezogen wird (Schritt S46). Die Werkstückform a2 und die Bearbeitungsfläche in dieser Bearbeitungstiefe s werden temporär gespeichert. Wie in der ersten Ausführungsform kann das Display 64 die neue Werkstückform a2 und den Wert der Bearbeitungsfläche in der Bearbeitungstiefe s anzeigen.
Danach stellt der Simulator 62 einen Wert als neue Bearbeitungstiefe s ein, der erhalten wird, indem –0,25 mm zur Bearbeitungstiefe s hinzuaddiert wird. Mit anderen Worten wird s –0,25 mm (d. h. –0,50 mm) als neue Bearbeitungstiefe s eingestellt (Schritt S47). Dann entscheidet der Simulator 62, ob die aktualisierte Bearbeitungstiefe s nicht größer ist als die Bearbeitungstiefe a3, die bei Schritt S41 eingegeben wurde (Schritt S48). Falls die neue Bearbeitungstiefe s größer ist als die Bearbeitungstiefe a3 (Schritt S48, Nein), wird der bei Schritt S44 beginnende Vorgang wiederholt ausgeführt, bis die Bearbeitungstiefe s die Bearbeitungstiefe a3 ist, die bei Schritt S41 eingegeben wurde.
Wenn die Bearbeitungstiefe s die Bearbeitungstiefe a3 erreicht (Schritt S48, Ja), die bei Schritt S41 in der Simulation durch den Simulator 62 eingestellt wurde, wird, wie in 6 gezeigt, die Liste, die aus Datenreihen besteht, die jeweils die Bearbeitungstiefe und Bearbeitungsfläche beinhalten, an das Display 64 (Schritt S49) ausgegeben. Der Benutzer entscheidet dann basierend auf der angezeigten Liste, ob der Anforderungskatalog angemessen ist.
Ist die Liste (d. h. der Anforderungskatalog) angemessen, wird die Liste danach vom Ausgabeabschnitt 63 an die NC-Steuerung 4 ausgegeben. Die NC-Steuerung 4 steuert die Bearbeitungseinheit 2, die Bearbeitungswanne 5 und die Stromversorgung 3 basierend auf der Liste. Im Ergebnis wird das Werkstück 10 durch maschinelle Bearbeitung in eine gewünschte Form gebracht.
Auch in der dritten Ausführungsform kann die Bearbeitungszeitschätzeinrichtung genauso wie in der ersten Ausführungsform vorgesehen sein. In der vorstehenden Erläuterung ist ein Beispiel der Berechnung der Bearbeitungsfläche beispielhaft dargelegt, die vorliegende Erfindung ist aber nicht darauf beschränkt. Wenn das Bearbeitungsvolumen auf dieselbe Weise wie in der zweiten Ausführungsform ermittelt wird, ist es auch möglich, eine Simulation unter Verwendung der virtuellen Elektrodenform c1 durchzuführen, die erhalten wurde, indem der Entladungsspalt a4 zur Elektrodenform a1 addiert wurde.
Da die Simulationsfunktion zur Berechnung der Bearbeitungsfläche mit fortschreitender Bearbeitung unter Verwendung der virtuellen Elektrodenform, die durch Addieren eines Entladungsspalts zur Elektrodenform vorgesehen ist, kann nach der dritten Ausführungsform eine genauere Bearbeitungsfläche berechnet werden, die der tatsächlichen Bearbeitung entspricht, ganz gleich wie die Form der Elektrode und des Werkstücks auch sein mag. Darüber hinaus kann der Bearbeitungsfortschritt vor der tatsächlichen Bearbeitung bestätigt werden. Und zwar kann, selbst wenn die Größe der Elektrode nicht passt oder die Bearbeitungstiefe falsch eingestellt ist, vor dem Durchführen der Bearbeitung eine angemessene Bearbeitungsbedingung ausgewählt werden, wodurch es möglich wird, einen Eingabefehler zu verhindern. In der vorstehenden Erläuterung wurde ein Beispiel, bei dem die Bearbeitungstiefe –0,25 mm beträgt, als repräsentatives Beispiel für einen Zahlenwert erläutert, die Erfindung ist aber nicht auf diesen Zahlenwert beschränkt, und es erübrigt sich, zu erwähnen, dass auch andere Zahlenwerte verwendet werden können.
13 ist ein Blockschema, das eine vierte Ausführungsform des Aufbaus der Bearbeitungssimulationsvorrichtung 83 darstellt, die die Funkenerosionsmaschine 1 nach der vorliegenden Erfindung bildet. Die Bearbeitungssimulationsvorrichtung 83 umfasst darüber hinaus einen Planetarbearbeitungsdateninterpretierer 66, der Planetarbearbeitungsdaten interpretiert, die in dem in 7 gezeigten Aufbau über die Eingabeeinheit 61 eingegeben werden. Dieselben Bestandteile wie diejenigen in der ersten und zweiten Ausführungsform sind mit denselben Bezugszeichen versehen und deren Erläuterung unterbleibt.
Der Betrieb der Funkenerosionsmaschine 1 wird nachstehend mit Bezug auf das in 14 gezeigte Ablaufdiagramm erläutert.
Als Erstes gibt ein Benutzer einen Anforderungskatalog einer Elektrodenform a1, einer Werkstückform a2 und Planetarbearbeitungsdaten a5 von der Eingabeeinheit 61 aus ein (Schritt S61). Beim Erhalt des Anforderungskatalogs aus der Eingabeeinheit 61, interpretiert der Planetarbearbeitungsdateninterpretierer 66 die Planetarbearbeitungsdaten a5 (Schritt S62) und schickt das Ergebnis davon an den Simulator 62a. Die Planetarbearbeitungsdaten a5 stellen Bedingungen des Schwingens der Elektrode dar und sind beispielsweise Daten mit einem Inhalt wie „Kreisschwingen und Schwingradius: 500 μm”. Die Interpretation der Planetarbearbeitungsdaten a5 steht für die Durchführung einer Koordinatentransformationsverarbeitung, um die Verarbeitung „kreisförmiges Schwingen, und Schwingradius: 500 μm” vom Werkstück 10 aus gesehen durch xyz Komponenten als Verarbeitung zu ersetzen. Die xyz Koordinaten stehen für eine Koordinate in jeder Achse, wenn die Höhenrichtung des Werkstücks 10 als Z-Achsenrichtung bezeichnet ist, und zueinander innerhalb einer zur Z-Achse senkrechten Ebene orthogonale Achsen werden als X- und Y-Achsen bezeichnet.
Danach entscheidet der Planetarbearbeitungsdateninterpretierer 66, ob alle Planetarbearbeitungsdaten a5 interpretiert wurden (Schritt S63). Falls nicht alle Planetarbearbeitungsdaten a5 interpretiert wurden (Schritt S63, Nein), simuliert der Simulator 62a einen Bearbeitungszustand so, als ob die Elektrode mit der Elektrodenform a1 entsprechend der Elektrodenform a1 und der von der Eingabeeinheit 61 erhaltenen Werkstückform a2 bewegt würden, und entsprechend der xyz Komponenten der Planetarbearbeitungsdaten, die vom Planetarbearbeitungsdateninterpretierer 66 erhalten wurden (Schritt S64). Das Überlappungsvolumen der Elektrodenform a1 und der Werkstückform a2 wird als Bearbeitungsvolumen in den Koordinaten (x, y, z) berechnet, in denen die Position der Elektrodenform a1 in Koordinaten umgesetzt sind (Schritt S65). Der Simulator 62a stellt die Werkstückform a2 neu ein, die dadurch erhalten wurde, dass die Überlappung von der Werkstückform a2 abgezogen wurde (Schritt S66). Hier speichert der Simulator 62a die Werkstückform a1 und das Bearbeitungsvolumen temporär in den Koordinaten (x, y, z), in die die Position der Elektrodenform a1 in Koordinaten umgesetzt ist. Dabei kann, wie in der ersten Ausführungsform erläutert, die neue Werkstückform a2 und ein Wert des Bearbeitungsvolumens in den Koordinaten (x, y, z), in die die Position der Elektrodenform a1 in Koordinaten umgesetzt ist, auf dem Display 64 angezeigt werden.
Wieder bei Schritt 562 interpretiert der Planetarbearbeitungsdateninterpretierer 66 die Planetarbearbeitungsdaten a5 und führt die Verarbeitung ab Schritt 562 bis Schritt S66 durch, bis keine Planetarbearbeitungsdaten a5 mehr vorhanden sind.
Andererseits wird bei Schritt S63, wenn der Planetarbearbeitungsdateninterpretierer 66 entscheidet, dass alle Planetarbearbeitungsdaten a5 interpretiert wurden (S63, Ja), eine Liste, die aus Datenreihen besteht, wovon jede die in Koordinaten umgesetzte Bearbeitungsposition und das Bearbeitungsvolumen aufweist, wie beispielsweise in 15 gezeigt ist, an das Display 64 ausgegeben (Schritt S67). Der Benutzer entscheidet auf der Basis der angezeigten Liste, ob der Anforderungskatalog angemessen ist.
Ist die Liste (d. h. der Anforderungskatalog) angemessen, wird dann die Liste vom Ausgangsabschnitt 63a an die NC-Einheit 4 ausgegeben. Die NC-Einheit 4 steuert die Bearbeitungseinheit 2, die Bearbeitungswanne 5 und die Stromversorgung 3 auf der Grundlage dieser Liste. Im Ergebnis wird das Werkstück 10 durch maschinelle Bearbeitung in eine gewünschte Form gebracht.
Auch in dieser vierten Ausführungsform kann, wie in der zweiten Ausführungsform erläutert, die Bearbeitungszeitschätzvorrichtung vorgesehen sein, um die Bearbeitungszeit aus dem erhaltenen Bearbeitungsvolumen zu berechnen und dies im Displayabschnitt 64 anzuzeigen. Wenn die auf den Planetarbearbeitungsdaten basierende Simulation wie in der dritten Ausführungsform erläutert durchgeführt wurde, ist es auch möglich, eine Simulation durch eine virtuelle Elektrodenform c1 durchzuführen, die erhalten wurde, indem der Elektrodenform a1 ein Entladungsspalt a4 addiert wurde.
Da nach dieser vierten Ausführungsform der Aufbau dergestalt ist, dass die Daten bezüglich der Elektrodenform, der Werkstückform und des Schwingens der Elektrode eingegeben werden und der bearbeitete Zustand des Werkstücks, wenn die Elektrode entsprechend dem Schwingen bewegt wird, simuliert wird, kann ein genaueres Bearbeitungsvolumen berechnet werden, das sich zur tatsächlichen Bearbeitung eignet.
In der ersten bis vierten Ausführungsform kann die Bearbeitungszeitschätzvorrichtung (nicht gezeigt) im Gehäuse der Funkenerosionsmaschine 1 vorgesehen sein, oder kann, gesondert vom Gehäuse der Funkenerosionsmaschine 1 im PC vorgesehen sein, der an die Funkenerosionsmaschine 1 angeschlossen ist.
Die Form der in der ersten bis vierten Ausführungsform ausgegebenen Daten ist nur ein Beispiel, auf das die vorliegende Erfindung nicht beschränkt ist, und es kann ein Datenformat mit der gleichen Bedeutung verwendet werden.
Wie vorstehend erläutert, umfasst nach dieser Erfindung die Funkenerosionsmaschine die Bearbeitungssimulationsvorrichtung mit: der Eingabeeinheit, die die Form der Elektrode, die Form des Werkstücks und die Bearbeitungstiefe des Werkstücks eingibt; dem Simulator, der Bearbeitungsinformation bezüglich der Bearbeitungsform in jeder Bearbeitungstiefe basierend auf der eingegebenen Form der Elektrode, der Form des Werkstücks und der Bearbeitungstiefe des Werkstücks berechnet, wenn die Elektrode in einem vorbestimmten Abstand zum Werkstück bewegt wird, bis die eingegebene Bearbeitungstiefe erreicht ist, und eine Form einstellt, die als neue Form des Werkstücks in jeder Bearbeitungstiefe durch Abziehen der Bearbeitungsform von der Form des Werkstücks erhalten wird; und der Ausgabeeinheit, die eine Liste von Datenreihen ausgibt, wovon jede eine Bearbeitungsfläche einschließlich der Bearbeitungstiefe in jeder Bearbeitungstiefe und dementsprechende Bearbeitungsinformation ausgibt. Dies bewirkt, dass Schwankungen bei der Form des Werkstücks mit fortschreitender Bearbeitung in Erfahrung gebracht werden können. Da die Bearbeitung durchgeführt wird, nachdem das Simulationsergebnis bestätigt wurde, können im Ergebnis Streuungen bei den Bearbeitungsbedingungen und der Bearbeitungszeit durch den Benutzer ausgemerzt werden. Darüber hinaus wurde die Energiemenge bislang während der Bearbeitung eingestellt und es mussten sichere Bedingungen geschaffen werden, um einen Ausfall zu verhindern. In der vorliegenden Erfindung jedoch, wird bewirkt, da die Bearbeitung erst nach der Bestätigung des Simulationsergebnisses durchgeführt wird, dass die Bearbeitung unter den günstigsten Bedingungen erfolgen kann.
Dem nächsten Erfindungsaspekt entsprechend wird bewirkt, da die Bearbeitungssimulationsvorrichtung darüber hinaus das Display umfasst, das die neue Form des Werkstücks in jeder Bearbeitungstiefe anzeigt, dass Schwankungen in der Arbeitsform des Werkstücks mit fortschreitender Bearbeitung angezeigt werden können. Darüber hinaus kann ein Eingabefehler von Bedingungen durch den Benutzer verhindert werden.
Dem nächsten Erfindungsaspekt entsprechend wird bewirkt, da die Bearbeitungsinformation eine Bearbeitungsfläche ist, die erhalten wird, indem ein Teilbereich projiziert wird, in dem sich die Elektrodenform und die Form des Werkstücks einander in einer Ebene senkrecht zur Richtung der Bearbeitungstiefe überlappen, dass eine genaue Bearbeitungsfläche berechnet werden kann, ganz gleich, wie die Elektrodenform und die Form des Werkstücks auch immer sein mag.
Dem nächsten Erfindungsaspekt entsprechend wird bewirkt, da die Bearbeitungssimulationsvorrichtung darüber hinaus das Display umfasst, das eine Bearbeitungsfläche des Werkstücks in jeder Bearbeitungstiefe anzeigt, dass eine genaue Bearbeitungsfläche berechnet werden kann, ganz gleich, wie die Elektrodenform und die Form des Werkstücks auch immer sein mag, und die Information kann dem Benutzer zur Verfügung gestellt werden. Darüber kann basierend auf der Information ein Eingabefehler von Bedingungen durch den Benutzer verhindert werden.
Dem nächsten Erfindungsaspekt entsprechend wird bewirkt, da die Bearbeitungsinformation ein Bearbeitungsvolumen des Teilbereichs ist, in dem sich die Elektrodenform und die Form des Werkstücks überlappen, dass ein genaues Bearbeitungsvolumen berechnet werden kann, ganz gleich, wie die Elektrodenform und die Form des Werkstücks auch sein mag.
Dem nächsten Erfindungsaspekt entsprechend umfasst die Funkenerosionsmaschine die Bearbeitungssimulationsvorrichtung mit: der Eingabeeinheit, die die Form der Elektrode, die Form des Werkstücks und Daten bezüglich des Bearbeitungsprogramms eingibt; dem Simulator, der Bearbeitungsinformation bezüglich der Bearbeitungsform des Werkstücks basierend auf der eingegebenen Form der Elektrode, der Form des Werkstücks und dem Bearbeitungsprogramm berechnet, wenn die Elektrode entsprechend dem Bearbeitungsprogramm zum Werkstück hin bewegt wird, und eine Form einstellt, die als neue Form des Werkstücks bei jeder Elektrodenposition durch Abziehen der Bearbeitungsform von der Form des Werkstücks erhalten wird; und der Ausgabeeinheit, die eine Reihe von Bearbeitungsinformation einschließlich jeder Elektrodenposition und dementsprechende Bearbeitungsinformation ausgibt. Deshalb wird bewirkt, dass Schwankungen in der Form des Werkstücks mit fortschreitender Bearbeitung in Erfahrung gebracht werden können, auch wenn die Elektrode dem Programm entsprechend betrieben wird, beispielsweise, wenn ein Elektrodenbetrieb wie eine Pendelbearbeitung in Betracht gezogen wird. Da die Bearbeitung durchgeführt wird, nachdem das Simulationsergebnis bestätigt wurde, können im Ergebnis Streuungen bei den Bearbeitungsbedingungen und der Bearbeitungszeit durch den Benutzer ausgemerzt werden. Darüber hinaus wurde die Energiemenge bislang während der Bearbeitung eingestellt und es mussten sichere Bedingungen geschaffen werden, um einen Ausfall zu verhindern. In der vorliegenden Erfindung jedoch wird bewirkt, da die Bearbeitung erst nach der Bestätigung des Simulationsergebnisses durchgeführt wird, dass die Bearbeitung unter den günstigsten Bedingungen erfolgen kann.
Dem nächsten Erfindungsaspekt entsprechend wird bewirkt, da die Bearbeitungssimulationsvorrichtung darüber hinaus das Display umfasst, das die neue Form des Werkstücks an jeder Elektrodenposition anzeigt, die entsprechend dem Bearbeitungsprogramm bewegt wird, dass Schwankungen in der Arbeitsform des Werkstücks mit fortschreitender Bearbeitung angezeigt werden können. Darüber hinaus kann ein Eingabefehler von Bedingungen durch den Benutzer verhindert werden.
Dem nächsten Erfindungsaspekt entsprechend wird bewirkt, da die Bearbeitungsinformation ein Bearbeitungsvolumen des Teilbereichs ist, in dem die Elektrodenform und die Form des Werkstücks einander bei jeder entsprechend dem Bearbeitungsprogramm bewegten Elektrodenposition überlappen, dass ein genaues Bearbeitungsvolumen berechnet werden kann, ganz gleich, wie die Elektrodenform und die Form des Werkstücks auch sein mag.
Dem nächsten Erfindungsaspekt entsprechend wird bewirkt, da die Bearbeitungssimulationsvorrichtung darüber hinaus den Erzeugungsabschnitt für eine virtuelle Elektrode umfasst, der eine virtuelle Elektrodenform erzeugt, indem eine optionale Versatzgröße zur Elektrodenform addiert wird, die von der Eingabeeinheit eingegeben wurde, dass die Bearbeitungsbedingungen des Werkstücks durch die Bedingungen bestimmt werden können, die für die tatsächliche Bearbeitungsbedingung, bei der ein Entladungsspalt in der Elektrodenform vorhanden ist, am geeignetsten ist.
Dem nächsten Erfindungsaspekt entsprechend wird bewirkt, da die Funkenerosionsmaschine darüber hinaus die Bearbeitungszeitschätzeinheit umfasst, die die Bearbeitungszeit des Werkstücks aus den von der Ausgabeeinheit ausgegebenen Bearbeitungsbedingungen schätzt, dass eine genaue Bearbeitungszeit, die zum Erzielen einer gewünschten Form des Werkstücks erforderlich ist, zusammen mit der Simulation des Werkstücks zur Verfügung gestellt werden kann.

Claims

Funkenerosionsmaschine, die Folgendes umfasst: eine Bearbeitungswanne (5), in welcher ein Werkstück (10) angeordnet ist; eine Bearbeitungseinheit (2), die eine Elektrode aufweist, um eine Funkenerosion des Werkstücks (10) durchzuführen; eine Stromversorgungseinheit (3), die eine Spannung zwischen der Elektrode und dem Werkstück (10) anlegt; eine NC-Einheit (4), die die Bearbeitungseinheit und die Bearbeitungswanne entsprechend einem Bearbeitungsprogramm zum Durchführen der Funkenerosion des Werkstücks (10) steuert; eine Eingabeeinheit (61), um eine Form der Elektrode, eine Form des Werkstücks und eine Bearbeitungstiefe einzugeben, die eine Tiefe darstellt, bis zu der das Werkstück (10) bearbeitet werden soll; einen Simulator (62, 62a), der eine Bearbeitungsfläche (32) berechnet, die erhalten wird, indem eine Überlappung einer dreidimensionalen Elektrodenform und der dreidimensionalen Form des Werkstücks (10) in eine Ebene senkrecht zu einer abwärtsgerichteten Z-Achse projiziert wird, wobei die Bearbeitungsfläche (32) schrittweise in aufeinanderfolgenden Bearbeitungstiefen (s) erhalten wird, bis eine vorbestimmte Bearbeitungstiefe (a3) erreicht ist, und eine Ausgabeeinheit (63, 63a), die eine Liste von Datenreihen ausgibt, wovon jede die jeweilige simulierte Bearbeitungstiefe (s) und die zugehörige Bearbeitungsfläche (32) aufweist.
Funkenerosionsmaschine nach Anspruch 1, darüber hinaus ein Display (64) umfassend, das die neue dreidimensionale Form des Werkstücks (10) in jeder simulierten Bearbeitungstiefe (s) anzeigt.
Funkenerosionsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, darüber hinaus ein Display (64) umfassend, das eine Bearbeitungsfläche (32) des Werkstücks (10) in jeder simulierten Bearbeitungstiefe (s) anzeigt.
Funkenerosionsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, darüber hinaus einen Erzeugungsabschnitt (65) für eine virtuelle Elektrode umfassend, der eine virtuelle Elektrodenform erzeugt, indem eine optionale Versatzgröße zur Elektrodenform hinzuaddiert wird, die von der Eingabeeinheit eingegeben wurde, wobei der Simulator (62, 62a) die Bearbeitungsfläche (32) unter Verwendung der virtuellen Elektrodenform berechnet.
Funkenerosionsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, darüber hinaus eine Bearbeitungszeitschätzvorrichtung umfassend, die die Bearbeitungszeit des Werkstücks (10) aus der von der Ausgabeeinheit (63, 63a) ausgegebenen Liste schätzt.
Simulator (62, 62a) für eine Funkenerosionsmaschine, der eine Bearbeitungsfläche (32) berechnet, die erhalten wird, indem eine Überlappung einer dreidimensionalen Elektrodenform und der dreidimensionalen Form des Werkstücks (10) in eine Ebene senkrecht zu einer abwärtsgerichteten Z-Achse projiziert wird, wobei die Bearbeitungsfläche (32) schrittweise in aufeinanderfolgenden Bearbeitungstiefen (s) erhalten wird, bis eine vorbestimmte Bearbeitungstiefe (a3) erreicht ist.